当前塑料改性的几个热点问题

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当前塑料改性的几个热点问题 中国塑协改性塑料专业委员会 理事长 清华大学教授 赵安赤 中国塑协改性塑料专业委员会 副理事长兼秘书长 北京工商大学 教授级高工 刘英俊 1 塑料改性在塑料工业中的重要地位 塑料改性是指通过物理的、化学的或者物理、化学结合的方法使塑料材料的性能发生人们预期的变化，或使生产成本降低，或使某些性能得以改善，或是被赋予全新的功能。改性的过程有的是在聚合时发生，但更多的情况下是在塑料加工企业中的混合、混炼设备中进行的。以物理方法改性为主的改性手段有填充、共混和增强，在这些改性过程中，往往伴随着多种化学反应，但由于是在聚合物已经形成之后进行的，可以在产量可控的多条混合混炼机组上通过机械加工进行，这种改性体现为多品种和目标多样化的特征，在生产合成树脂的大型石油化工企业与生产具体塑料制品的塑料加工企业之间形成相对独立的一个行业，即以生产具有多种用途和特性的中间粒子料为主要产品的专业化队伍。
自上世纪八十年代以来，经过二十多年的发展，已初步形成以填充母料和各种功能母料、改性塑料专用料为主要产品，企业总数数百家，从业人员数万人，改性塑料产品达二百多万吨的新兴行业，是飞速发展的我国塑料工业的重要方面军，也是在高分子材料加工与应用领域、学术上、技术上、产业上最为活跃、发展前景最为广阔的领域之一，为我国塑料工业持续快速的发展乃至整个国民经济的发展做出了突出贡献！ 塑料改性技术的出现和发展，改性塑料产品的问世和行业的壮大，说明了自身的重要性。
1）它是获得具有独特功能新型高分子化合物最便宜的途径。为了满足某种用途的要求，如耐老化、阻燃、抗静电等，开发一种全新结构的高分子化合物有时是不可能的，有时则可能耗资巨大，而采用塑料改性技术常常是轻而易举的事。
2）它是在保证使用性能要求的前提下降低塑料制品成本最有效的途径。我国塑料材料或制品的总成本中，原材料的费用占总成本的70%以上，因此尽可能降低原材料费用，将会使总成本显著下降，而在售价不变时，会给生产企业带来巨大经济效益。因此追求更廉价的原辅材料，追求使用某种技术使得原辅材料的成本更低，始终是塑料加工企业最有吸引力的目标。
3）它是提高产品技术含量，增加其附加值的最适宜的途径。例如刚性粒子增韧理论为同时实现材料的高韧性和高刚性开辟了成功的途径。采用经过特殊表面处理的无机矿物颗粒在填充到塑料中后，能够使填充材料获得与加入橡胶或热塑性弹性体相同水平的增韧效果，但材料的刚性与模量并未受到较大影响，远远高于橡胶或热塑性弹性改性的材料，具有极为重要的应用价值。
4）它是调整塑料行业产品结构、增加企业经济效益最常采用的途径。在走向社会主义市场经济的今天，企业生存发展的主要手段是增强产品的市场竞争力、扩大产品市场覆盖率，这必然涉及价格低廉、质量可靠、功能新特、手段灵活等四个方面，而塑料改性技术可以为前三者的实现提供可能，建立坚实的基础，也是近年来出现的最热门的一个措施、一门学问和一种手段。
2 塑料改性技术急需突破的几个问题 尽管塑料改性无论学术上、技术上，还是产业化上都取得了令人瞩目的成就，至今仍然面临着一些大家公认的难题，制约着塑料改性技术更广更深地普及和取得更大的经济社会效益。
2.1 “增重”问题 非金属矿物的真密度比合成树脂大很多，通常都要大二、三倍，有的如重晶石粉比聚乙烯或聚丙烯的密度要大五倍左右。有的矿物填料表面看起来密度并不太大，但只能说堆积密度不算大，真正分散到塑料基体中，以单一颗粒存在时，其真实密度就显现出来。尽管矿物填料在质量上一比一地代替了基体塑料，但它所占有的体积仅为同样质量的基体塑料的几分之一，如果矿物填料的颗粒与基体树脂紧密接触，没有空隙的话，那么这种体积上的差别将直接影响到以面积或长度计量的塑料材料及制品的数量，例如管子和异型材的长度或人造革的面积；也直接影响到注塑成型制品的数量，因为注塑成型的模具型腔的容积是一定的，同样质量的熔体如果体积不同，所能成型的注塑制品的数量就会减少。在使用填料降低制品成本，增加经济效益的同时，又会出现因长度、面积、制品个数减少的负面效应。塑料加工企业会衡量正负两种因素的影响来决定是否有必要使用填料，如果仅仅是填料可以代替一部分合成树脂，那在合成树脂原料紧缺的年代还能激起使用填料的积极性，而在合成树脂原料丰富的今天，已经不是塑料加工企业是否使用填料的决定因素了。需要指出的是有的塑料制品对填料带来的增重负面影响不敏感，甚至需要提高塑料材料的密度，如海水养殖用的塑料网坠，音箱的壳体（质量大音响效果好）以及一些家电的底座等。也有一些情况显现出制品的长度或面积对填料密度不敏感，即在最终的塑料材料及制品中，同样质量的物料得到的长度、面积变化不大，如单向拉伸的聚丙烯扁丝、打包带、撕裂膜以及聚乙烯吹塑薄膜、中空容器等，这主要是因为这些塑料制品在加工过程中，基体塑料被拉伸或吹胀，分子之间出现空隙，大分子与填料粒子之间也出现空隙，使填充材料的密度上升不多，更重要的是这种填充体系的性能仍能满足使用要求，从而凸现出使用填料降低成本的优势。 如果在管材、型材特别是注塑制品加工时能够使用填料又不增大其密度或增加的幅度在可以忍受的范围内，那么在塑料中使用矿物填料的机会将大大增加。
2.2 填料表面处理问题 无机粉体材料作为塑料的填料使用，在多数情况下应当首先使其颗粒表面有机化，即从亲水性转为亲油性，现在通常称之为“活化”。自上世纪八十年代开始，硬脂酸、钛酸酯、铝酸酯、磷酸酯等偶联剂以及硅烷偶联剂都已广泛地用作无机粉体材料的表面处理剂，也取得了明显的效果。随着一些专家学者研究工作的深入，提出新的学说或途径，使得填料颗粒与高分子基体之间的界面变得复杂起来，人们才意识到填料颗粒表面处理技术及处理的效果还远远没有研究清楚，还大有文章可作。 清华大学于建教授提出利用材料体系中组成物质之间的作用关系，对高分子/无机粉体复合体系中各种微观相界面进行划分的基本方法和原则，找到了对不同层次的微观相界面进行设计和调控的有效方法，从而实现了CaCO3/HDPE或CaCO3/PP体系的抗冲击性能质的飞跃（见表1）。 福建师范大学章文贡教授在多年探索和总结国内外无机粉体改性理论与实践的基础上提出无机粉体表面原位组合化学改性（Combined Chemistry Modification of Narganic Power Surface in Situ，简称为CCM/NPS-IS）的原理、实施步骤、研究对象和主要内容等，认为这是继偶联剂改性之后的第三代无机粉体表面改性新技术。CCM/NPS-IS与其它表面改性方法的比较见表2。 表1 偶联剂A1和助偶联剂对CaCO3/HDPE复合体系缺口冲击强度的影响 CaCO3/HDPE A1偶联剂用量 （占CaCO3的百分比）复合体系的缺口冲击强度 （J/m） 样条断裂状态 0/100 0 56.2 完全断裂 30/70 0 34.4 完全断裂 30/70 2 59.4 完全断裂 30/70 2（另行添加助偶联剂）663.0 未完全断裂 注：HDPE牌号为2100J，助偶联剂为自制。 表2 CCM/NPS-IS与其他表面改性方法的比较 改性方法 比较项 粉体表面原位 组合化学改性 偶联剂改性 表面活性剂 改性 结合力 化学键 以化学键 为主 以物理作用为主，小部分为物理化学作用
1 粉体表面与改性层之 间 键合密度 高 中 低
2 改性物选择范围 无机物、有机物、大分子或聚合物 偶联剂、协同剂或助偶联剂 表面活性剂
3 适用范围 可灵活组合设计以适应于各种无机粉体在不同聚合物制品中的应用 每种偶联剂均有适用于某些粉体 每种表面活性剂均适用于某些粉体
4 改性功能 高填充仍具良好加工与力学性能，实现各种功能改性 中量填充仍具良好加工性但多数力学性能下降 中量填充仍具良好加工性但多数力学性能剧降
5 改性成本 中 中 低-中
6 技术成熟程度 属新兴技术领域，处于研究和个别应用阶段 成熟 成熟 应用CCM/NPS-IS技术对水镁石粉进行表面处理获得良好效果，在聚乙烯中，水镁石粉含量达60%时，填充材料仍有良好的加工性能和力学性能，其冲击强度可在较宽范围内调节（从与纯PE塑料相同到提高至3倍值），而阻燃性能达到预期要求，氧指数在27~35%范围内可调。这项成果为生产低烟无卤阻燃聚烯烃塑料制品开创了新路。 上海哲华化工材料有限公司、上海高兴新材料有限公司和宝鸡云鹏塑料科技有限公司的专家们也对无机粉体表面处理的原理和技术发起冲击，并取得令人鼓舞的成就。 这些新的思路和方法正向传统的以偶联剂为核心的表面处理技术发起挑战，粉体表面处理的学术和技术正面临着重大突破，谁在这方面真正成功了，谁就将在高分子成型加工领域引发一场举世瞩目的革命，将会被永远载入史册！
2.3 改性塑料的成型加工尺寸收缩率问题 ABS注塑制品的成型收缩率仅为0.5%，而普通聚丙烯注塑成型制品的成型收缩率达1.5~2.0%。加入橡胶弹性体和无机矿物粉体材料（如滑石粉、碳酸钙等）都会使填充聚丙烯材料的成型收缩率有所下降。表3列出不同改性材料对聚丙烯塑料成型收缩率的影响。 表3 不同改性材料对聚丙烯成型收缩率 原料名称 填加量/% 成型收缩率/% 备注 纯PP 1.7 POE 30 1.2 SBS 30 1.05 EPDM 30 1.12 LDPE 30 1.3 HDPE 3 1.2 CaCO330 0.8 15μm（800目） Talc 30 0.85 10μm（1250目） 云母粉 20 0.75 45μm（325目） 玻璃纤维 30 0.54 长玻纤，表面处理 从表3可以看出无论是共混其它高分子材料，还是填充无机矿物，都可以是使聚丙烯成型收缩率减小，但只有玻璃纤维在填充30%时可使改性聚丙烯材料的成型收缩率减至0.54%，接近ABS的成型收缩率，而碳酸钙和滑石粉改性聚丙烯的成型收缩率仍然较大。 在使用改性聚丙烯代替ABS时，最大的兴趣在于能降低注塑制品的原材料成本，但如果因为二者成型收缩率相差较大，影响注塑加工本身，如脱模困难，或影响到制品外观，就必须修改模具或重新设计制造模具，这是所有注塑制品生产厂家都不愿承受的。因此要想推广改性聚丙烯塑料代替ABS并获得预期的收益，就必须进一步减少其成型收缩率，使其尽量接近ABS的，达到不用修改或重制模具就可以使用的效果。
2.4 废旧塑料再生利用中的相容剂问题 我国早已不是资源丰富的国家，进口一些废旧物资是弥补我国资源短缺局面的根本方针。自上个世纪九十年代以来，从环境保护的角度考虑，国家出台了有关进口废钢铁、废纸或纸板、废有色金属及废塑料等十二项环境保护控制标准，又于今年进行了修订。这说明从根本上讲国家是鼓励进口废旧物资的，尤其是可以作为原料使用的废旧塑料，其进口数量迅速增长，在每年进口新的合成树脂达一千多万吨的基础上，经过海关统计并检验放行的废旧塑料已达400多万吨，成为我国塑料制品行业举足轻重的原料来源之一。表4列出几年来废旧塑料进口情况。 表4 2000~2004年废弃塑料进口审批与实际进口量统计数据 单位：万吨 年份 审批量 实际进口量 同比增长（%） 2004年 835 409.64 35.5 2003年 543.40 302.39 23.0 2002年 387 245.8 10.3 2001年 458 222.76 11.0 2000年 323.8 200.7 44.6 尽管存在着“洋垃圾”问题，但不容否认的是废旧塑料的进口为我国塑料制品工业的生存和发展做出了重大贡献，很多废旧塑料改头换面重新出口进入国际市场，极具市场竞争力，以至于让外国人极为震惊的是制品的价格比原料价格还低。随着塑料材料的应用越来越广泛和多样化，很多情况下使用的是共混合金化的材料，或者是层层复合的材料。特别是后者，层层之间往往使用粘合剂，而各层材料之间的差异相当大——极性和非极性材料，结晶和非结晶材料，熔体流动速率大的和小的材料，高分子的和金属（主要是铝）的材料，发泡和不发泡的材料，等等。这些层层复合的材料的边角料或是在使用后回收的材料，要想将它们层与层分开，分别再生利用，不仅费时费力，而且不可能分离干净，会对后续加工带来重重困难，甚至根本无法使用。例如由PP无纺布和LLDPE薄膜层层复合而成的材料用于卫生巾和尿不湿，裁切下来的边角料占30%以上，是非常好的可以用做原料的边角废料，但它们无法彻底分离。能否重新再生利用的关键是能否找到一种用途，同时需要PP和LLDPE两种树脂，使该种边角料不需要分离就可以直接使用。还有一些层层复合的材料，如PP/PET，PET/PA，PE/Al箔，PU泡沫/PE等等，如果能找到一种用途，同时能发挥两种材料的优势，而又能解决材料性能和加工两方面的问题，那么对废弃塑料的合理使用将能大大前进一步。在这方面相容剂的设计和制造尤为重要。如果说过去某些相容剂的研制仅限于学术性探讨和实验室研究的话，那么今天应当投入足够的力量实现产业化以满足塑料共混合金化的要求。
2.5 塑料产业的发展和白色污染治理、环境保护的问题 塑料制品使用后被丢弃在市井街头、江河湖海造成视觉污染，引起社会各方面的广泛关注。特别是塑料袋、餐盒等一次性塑料制品究竟如何对待，关系着行业的发展，人民的生活与健康和城乡生态环境的优劣等众多问题。自上世纪九十年代以来，曾经对“降解塑料”寄以很大希望，还有人提出“以纸代塑”，更有人要求禁止生产、限制使用，妄图回到布袋子、竹篮子的时代，许多省市政府还都为此制定颁布了地方法规，试图通过行政手段加以解决。遗憾的是这些主张、措施、办法都没有能达到预期的效果。我们主张从建设节约型社会，实施循环经济的科学发展观出发，对废旧塑料的处理坚持以回收再利用为主的方针，辅之以填埋或焚烧等办法是当前最符合时代要求的，促进塑料工业与环境保护协调发展的最佳途径。 无论是回收再生利用，还是填埋焚烧都需要有更先进的、更安全的、更具时代特征的塑料改性技术。针对那些一次性使用后不便回收利用的塑料袋等，在最初制造时加入无机矿物粉体材料，使之具有可环境消纳性，是近年来最具实际效果和发展前景的主张和办法，现在的问题是如何让政府和社会承认，如何让使用者接受，同时如何让生产企业赢利，也就是在“可环境消纳”的效果上和对其评价的方法及指标方面还有进一步深入探讨的余地。
3 可产业化和正在进行产业化的改性塑料产品
3.1 可替代ABS的可喷漆型改性聚丙烯 ABS塑料是刚性、韧性平衡、用途十分广泛的共聚型高分子材料，我国每年消耗ABS树脂量已达150万吨，而且80%以上都依赖进口。由于ABS价格较高，很多人都希望用改性聚丙烯塑料代替ABS。可喷漆型改性聚丙烯即其中的一种。由于聚丙烯为非极性材料，既使填加无机矿物填料可使其可喷漆性有所改善，但远远不能像ABS那样直接喷涂油漆。传统的办法是在聚丙烯表面刷涂一层与聚丙烯结合力强的底漆或将聚丙烯熔融接枝，使其具有极性，这两种办法在价格上和操作上都不很理想。 中国塑协改性塑料专委会研究发展中心、北京聚英慧点塑料科技有限公司研制成功新型可喷漆性改性聚丙烯，在力学性能上接近ABS，使用普通油漆即可直接喷涂，而且更为宝贵的是使这种改性聚丙烯具有与ABS塑料相近的成型收缩率。表5为不同种聚丙烯的可漆性情况，表6为可喷漆型改性聚丙烯的物理机械性能。
表5 不同种PP的可漆性比较 纯PP 传统方法改性PP 聚英慧点改性PP PP专用漆 差 好 很好 普通硬胶漆 很差 差 好 聚氨酯类漆 很差 差 好 表6 用于替代ABS的可喷漆型改性聚丙烯的物理机械性能 项目名称 单位 测试方法 实测值 熔体流动速率 g/10min ASTMD1238-99 21.2 洛氏硬度R ASTMD785-98 81.0 光泽度 JIS-Z 8741-83 60.2 缺口冲击强度 J/m ASTMD256-97 57.3 弯曲模量 MPa ASTMD790-99 2316 成型收缩率 % ASTMD955-89（96） 0.98 剥离强度 g/cm2DIN53151 821.7 联系人：北京聚英慧点塑料科技有限公司 吴永刚 13910709077 冯毅 13311180635
3.2 ABS塑料的改性及功能化 在普通型ABS的基础上进一步提高某些方面的性能或针对其薄弱环节加以改进或完全赋予其全新的功能，可以使ABS塑料在更广阔的领域得到更好的应用。中国塑协改性塑料专业委员会研究发展中心，北京华傲顺达科技有限公司在这方面做了许多卓有成效的工作。 1）高刚性及超高抗冲ABS 表7 华傲高抗冲型ABS的物理机械性能及与奇美747S的比较 性能 ABS 拉伸强度 （MPa） 冲击强度（KJ/m2）弯曲强度（MPa）弯曲模量（MPa）球压痕硬度（MPa） 维卡软化点（℃）华傲牌SI-01 36 36.5 65 2200 64 90.5 奇美747S 39 35.0 62 R-102 103 表8 华傲高刚性ABS的性能及与奇美PA-707的比较 性能 ABS 拉伸强度 （MPa） 弯曲强度 （MPa） 弯曲模量 （MPa） 冲击强度 （KJ/m2）表面硬度 （R） 热变形温度 （1.82 MPa，℃）华傲 50 85 2400 10 118 90 奇美 PA-707 50 86 16 116 88 2）耐候型ABS ABS中因丁二烯双键的存在，易在紫外线照射下老化变色，因此不适合在室外使用。要使ABS这类塑料能具有良好的耐候性，通常都是用饱和键的弹性体替代丁二烯（B组分），如ACS（CPE替代）、AAS（丙烯酸橡胶ACM替代）、AES（三元乙丙橡胶EPDM替代）等。 华傲顺达公司研制成功耐候级ABS，称之为AMS（NH-01为光泽型，NH-02为消光型），是在ABS分子链上引入甲基丙烯酸甲酯（MMA），其耐候性接近ACS耐候性（最好的），
同时热稳定性和刚性都非常好，见表9。 3）阻燃型ABS ABS的氧指数仅为18%~20%，而在许多场合都要求塑料零部件具有阻燃性，最好能达到V-0级。 最常使用的是十溴联苯醚加氧化锑阻燃体系，尽管欧盟“双绿指令”的实施限制了出口欧洲的家电制品塑料部件中使用含溴阻燃剂给阻燃型ABS的生产带来严重影响，但由于溴系阻燃的阻燃效果好，加工性能好，使用经验丰富，在相当长时间里还是会大量使用的。 在传统的阻燃ABS配方中加入某种特殊的热塑性弹性体，可以大大提高阻燃ABS的抗熔融滴落性，同时又可改善ABS树脂和溴系阻燃剂及氧化锑之间的亲和性，还可降低阻燃ABS的原材料成本，可谓一举多得。表10列出加有该种热塑性弹性体的阻燃ABS的性能。 表9 华傲耐候型ABS-AMS的主要性能 性能 耐候ABS 拉伸强度 （MPa） 弯曲强度（MPa）冲击强度KJ/m2弯曲模量（MPa）洛氏硬度（R） 热变形温度（℃） 光泽度（%）JSR AES 110 40 65 0.35 2000 90 90 82 光泽型 38 65 10 2300 103 90 85 日立化成 消光型 35 60 8 2100 92 90 23 光泽型 45 80 15 2700 105 93 90 华傲（AMS） NH-01 NH-02 消光型 40 65 18 2300 98 90 25 表10 加有特种热塑性弹性体的阻燃ABS塑料的性能 厂家 密度 （g/cm3）拉伸强度 （MPa） 断裂伸长率（%）冲击强度（MPa）弯曲强度（MPa）弯曲模量 （MPa） 热变型温 度（℃） 阻燃性 自制 1.12 42 17 15.3 71.6 2603 92.6 V-0 日本住友 AN400 — 43 — 14 65 2300 72 V-0 华傲 FN-800 1.16 45 — 15 65 2400 73 V-0 4）ABS/PC合金 将ABS与PC共混，可以提高ABS耐热性能（热变形温度提高10℃以上）同时也降低了PC的熔融粘度，减少或消除了制品的内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性。制得的共混合金性能介于ABS和PC之间，价格也相对适中，因此是近几年发展最快的塑料合金品种。 ABS/PC合金的成本与性能与原料的性质、原辅材料配比、相容剂的种类、共混工艺及条件都有很大关系。典型的ABS/PC合金的技术性能指标如表11所示。 表11 典型的ABS/PC合金的性能 厂家 密度 冲击强度拉伸强度弯曲强度 HTD 燃烧（g/cm3） （KJ/m2）（MPa）（MPa） （1.82MPa，℃） 特性 成都有机硅1075 1.14 80 50 80 100 HB Dow Chem.Co 700 1.10 48 45 2300（弯曲模量） 98 HB 5）ABS/PA合金 尼龙（PA）的特点是韧性好、耐磨、耐溶剂、耐油、适用温度范围广（-40℃至+100℃）、熔体粘度低等，其缺点是吸水性明显，且吸水后性能下降显著，以及尺寸稳定性差等。将ABS与PA共混制成的ABS/PA合金既具有ABS的韧性和刚性，又具有PA的耐化学药品性，还可大大改善尼龙的不足，是当今可以查到的冲击强度最高的工程塑料。表12列出典型的ABS/PA合金的技术性能指标。 PA和ABS二者的溶解度参数相差较大，加工温度和熔融粘度也相去甚远，简单的机械共混是不能达到预期效果的，生产ABS/PA合金的关键是选择合适的相容剂和适当的加工设备与工艺条件。 表12 典型的ABS/PA合金的性能指标 厂家 MFR g/10min 拉伸模量 MPa 拉伸强度 MPa 伸长率 % 冲击强度KJ/m2HTD （1.82MPa，℃） 吸水率 % 密度g/cm3BASF NG-02 11 3300／2400 干态／湿态 55／48 干态／湿态5／7 干态／湿态500 90 1.2 1.126）ABS和其它高聚物共混的合金 ABS/TPU合金是柔性和刚性良好结合的热塑性塑料，具有良好的低温冲击性能、抗化学药品性、不需底涂即可印刷等优良性能，主要生产商有Dow Chem、Borg Warner、Coodrich等公司。 ABS/PBT合金的耐热性优良，长期使用温度可达110~140℃，短期内可达200℃，还可用玻纤加以增强，其机械强度可超过PPO、POM、PC等高强度的材料，生产商有Bayer、LG等公司。 ABS/PVC合金是比较为大家所熟悉的合金，由于PVC塑料价格相对低廉，因此ABS/PVC合金是目前ABS合金中最便宜的品种。在很多场合下，该种合金可以代替MPPO和PC等高档塑料。
3.3 透明型填充母料 塑料薄膜用途不言而喻，农、地膜和包装膜是其最大的品种。随着石油价格暴涨，塑料薄膜的主要原料聚乙烯的价格已上涨50%以上，塑料制品加工企业迫切需要降低原材料成本的办法，而在塑料薄膜中使用碳酸钙虽然可以得到降低成本的效果，但用量大时，薄膜的透明性受到较大影响，引起一些用户的误解。透明型填充母料针对这一情况，在填料的选择和加工工艺方面做了重大改进，使PE薄膜的透明性有了很大的改进。表13和表141分别为添加20%和30%透明母料后的薄膜的光学性能和力学性能。 表13 透明母料对HDPE薄膜光学性能的影响 序号 母料添加比% 薄膜厚mm 透光率% 雾度% 1 0 0.012 92.2 61.13 2 20 0.012 91.8 72.75
3 30 0.012 91.5 74.08 表14 透明母料对HDPE薄膜力学性能的影响 母料添加比例 厚度 拉伸强度（MPa） 伸长率（﹪） 序号 ﹪ mm 纵向 横向 纵向 横向 1 0 0.01 76.08 53.25 130.86 395.5 2 20 0.01 78.47 41.21 98.3 291.68 3 30 0.01 53.26 31.32 74.2 327.29
3.4 除湿母料 除湿母料亦称消泡母料，是在塑料熔融挤出过程中吸收熔体中水分或其它挥发分，达到消除物料中气泡、稳定膜泡尺寸和吹膜工艺目的功能性填充母料。使用除湿母料可以免除对吹膜原料（特别是废旧塑料颗粒）事先烘干的工序，可节能并降低成本，因而诞生以来受到众多吹膜企业的欢迎。 该母粒的熔体流运速率为3~8g/10min（230℃）。在LDPE或LLDPE回收粒（未经烘干）中加入1%，然后吹塑成膜。
1） 直观比较 A料：放入烘箱，80℃×3h，取出后冷却至室温，称量并计算挥发份为0.3%； B料：不经烘干直接吹膜； C料：不经烘干，加入1%吸湿消泡功能母粒，吹膜。 用B料吹膜，可见许许多多大小气泡，膜体明显发皱，不平整，严重时膜泡破裂； 用C料吹膜，无气泡，膜泡稳定，透明度增加。 C料中0.3%的水份和可挥发份可以被1%的吸湿消泡功能母粒完全去除，表明此吸湿消泡功能母粒至少可以吸收自身重量30%的水分或可挥发份。
2） 厚度均匀性 A料和C料在同一挤出机中吹塑成0.08mm的薄膜，从厚度平均值、误差、最大偏差和标准偏差几个指标看，添加消泡母粒和原烘干工艺两种方法吹制的膜片相比较，前者的指标更优，表明其相容性良好。
3） 力学性能（见表15） 表15 几种不同原料的PE膜的力学性能 PE膜 性能 烘干工艺 添加母料膜 新料膜 拉伸强度（纵/横）/MPa 13.67/13.02 15.14/14.13 16.84/16.03 断裂伸长率（纵/横）% 413.1/429.6 434.7/450.2 483.0/525.3
4） 光学性能 薄膜透明度是一个很重要的指标，很多用户都关心这一点，但对透明度的测试和表征和用什么光源以及什么样的测试方法有关。有时薄膜呈现不清晰或混浊的观感，但并不等于光线不能透过，只不过光线在薄膜内发生多次折射而以散射光的形式穿过薄膜。 从测试结果看，添加吸湿消泡母粒的PE薄膜与烘干工艺制备的PE薄膜相比，二者雾度相差不大，但前者有更好的表面光泽度。
5） 应用 将两种不同方法制成的PE薄膜在制袋机上制袋，结果表明加吸湿母粒的薄膜有更好的制袋适应性，无论从成袋性、光学性能，还是耐磨性和热封口平整度等方面考查，都更好一些。
3.5 可环境消纳塑料专用树脂 “可环境消纳”指的是塑料在废弃后能适应“垃圾的掩埋、堆肥和焚烧等综合治理方式，可在自然或人为的环境条件，充分地在尽量短的时间内与环境同化”。例如福建师范大学化学与材料学院的发明专利“可降解可焚烧聚乙烯塑料”（ZL99111 037.）已于2004年5月获得专利授权，是指添加有经生物活性处理的无机粉体和光敏剂的塑料，既可降解又可在焚烧时减少尾气对环境的影响。 “可环境消纳塑料专用树脂”与普通塑料用的树脂价格相当，制品使用性能可以达到相应的国家标准要求，制品成型加工设备、模具无须改动，生产原料单一、操作方便、工艺稳定，塑料制品在使用后进入自然环境或人工处置环境后有利于环境消纳，最终回归自然，减轻“白色污染”的危害。
1） 可环境消纳塑料（PE）专用树脂根据用途可分为五大类，其技术性能指标见表16。 表16 五类可环境消纳塑料专用树脂的技术性能 分类 A:包装膜(通用) B:包装膜(堆肥)C:包装膜(焚烧)D:地膜用 E:非膜类制品用填料含量（%） ≥20 ≥30 ≥30 ≥10 ≥50 熔体流动速率（g/10min） 0.2~15 0.2~15 0.2~15 0.2~15 0.2~20 密度（g/cm3） ≤1.3 ≤1.3 ≤1.3 ≤1.3 ≤1.5 含水量（%） ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5
2） 可环境消纳塑料（PE）专用树脂的可环境消纳性能评价方法及指标如下：
① 光降解 A、B、C类光降解后断裂伸长率保留率应不大于10%。 D类产品以光诱导期为技术指标，具体技术指标要根据用户的具体要求确定，一般光诱导期为60d。 E类产品一般不具有光降解的功能，特别要求按合同规定执行。
② 酸性条件下的质量失重率 在pH=5.4的条件下浸泡21d，制品质量失量率见表17。 表17 质量失重率 分类 A、C B D E 指标 ≥3 ≥5 ≥2 ≥8
③ 模拟垃圾堆肥的质量失重率 在特定模拟垃圾堆肥条件下掩埋30d，制品质量失重率见表18。 表18 质量失重率 分类 A、C B D E 指标 ≥10 ≥15 ≥5 ≥20
3） 可环境消纳塑料（PE）专用树脂的卫生性能符合GB9687《聚乙烯树脂卫生标准》的要求。
4） 用可环境消纳塑料（PE）专用树脂吹制成的包装用薄膜和地膜的性能见表19。 表19 用可环境消纳塑料（PE）专用树脂吹制成的薄膜性能 专用树脂种类 C类 D类 拉伸强度（纵/横）（MPa） 26/117 （包装膜GB/T4456 ≥10）— 断裂伸长率（纵/横）（%） 146/586 （包装膜GB/T4456 ≥130）— 拉伸负荷（纵/横）（N） 4.6/4.0（地膜GB13735 ≥1.7） 断裂伸长率（纵/横）（%） 168/540（地膜GB13735 ≥150） 薄 膜 性 能 直角撕裂强度（纵/横）（N） 2.5/1.0（地膜GB13735 ≥0.7） 4 结束语 塑料改性的科技成果层出不穷，依靠塑料改性技术进步取得更好的社会效益和经济效益势头强劲，塑料改性的名声和影响方兴未艾。在此列举的一些最新的研发成果仅仅是大海中的几滴水，它们的成功和转入商品生产都显示出旺盛的生命力和强大的市场竞争力。在此提出的一些关键技术问题也正面临着历史性突破，一旦在某些环节上取得进展，如增重问题、成型收缩率问题，都会给塑料加工行业带来革命性的变化，从而在高分子成型加工领域，无论是从学术上还是从技术上呈现全新的面貌。我们相信随着改性塑料领域广大科技人员的坚持不懈的努力奋斗，更多更新的科技成果将会涌现出来，而更重要的是这些成果的转化，产业化和商品化将为改性塑料行业的发展乃至整个塑料工业持续、快速、健康的发展做出重大贡献！

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